El yacimiento de Las Higueruelas, Alcolea de Calatrava (Ciudad … · 2011. 2. 28. ·...

Introducción

El yacimiento de Las Higueruelas se sitúa al suro-este de la Llanura Manchega, en una cuenca terciariadelimitada por los relieves paleozoicos-mesozoicos,conocida como «Campo de Calatrava». Esta regióngeológica está señalada por un extenso volcanismoalcalino que se extiende desde el Mioceno inferior

hasta principios del Pleistoceno, Ancochea (1979),Ancochea et al. (1979), aunque González y Gosálvez(2004) sugieren que el volcanismo se continúa hastael final del Pleistoceno superior. Hay en la zonanumerosos yacimientos de vertebrados fósiles delPlioceno-Pleistoceno cuyas características paleonto-lógicas han sido sintetizadas por Mazo (1999, 2001 y2006). La peculiaridad más llamativa es la imbrica-

El yacimiento de Las Higueruelas, Alcolea de Calatrava(Ciudad Real): procesos diagenéticos y volcanismoasociadoThe paleontological site of Las Higueruelas, Alcolea de Calatrava(Ciudad Real): Diagenetic processes and associated volcanism

E. R. Badiola1, A. V. Mazo2, P. Rodríguez Ruiz3

RESUMEN

El yacimiento de Las Higueruelas constituye un escenario singular para el estudio de procesos dia-genéticos relacionados con un contexto tafonómico complejo. Existen en él numerosos fósiles de verte-brados e invertebrados del Plioceno, preservados en unas particulares condiciones de enterramiento,lagunares y volcanoclásticas. Los procesos diagenéticos se han estudiado en molares de Hipparion ycostillas de mastodonte Anancus y se han comparado con las mineralizaciones en molares de caballosy costillas de elefante actual Loxodonta. En los fósiles, la cementación por carbonatos es predominante,como se observa en las cavidades de los restos fósiles que están rellenos de carbonatos micríticos contotal ausencia de procesos de dolomitización. La presencia de fragmentos de rocas basálticas, interca-lados con los niveles fosilíferos, conlleva un marcado enriquecimiento en metales pesados, especial-mente en los elementos menos compactos. Los resultados diagenéticos evidencian los diferentes cam-bios físicos y químicos observados en los fósiles estudiados (molares y costillas).

Palabras clave: vertebrados fósiles, tafonomía, volcanismo, mineralogía, composición química, diagénesis.

ABSTRACT

The paleontological site of Las Higueruelas presents a singular opportunity to study diagenetic pro-cesses in a complex taphonomical context. Numerous Pliocene vertebrate and invertebrate fossils werepreserved in particular lagoonal and volcaniclastic conditions. The diagenetic processes were studied inmolars of the equid Hipparion and in ribs of the mastodont Anancus and were compared with the mine-ralisation in the molars horse and ribs of the recent elephant Loxodonta. In the fossils, the cementationwith carbonate is predominant, as seen in cavities in the fossils which are filled with carbonate micritewithout dolomitisation. The presence of basaltic rock fragments, which are intercalated with the fossilife-rous levels cause a marked enrichment in heavy metals, especially in the less compate elements. Diage-nesis resulted in different chemical and physical changes in the fossils studied (molars and ribs).

Key words: Vertebral fossils, taphonomics features, volcanism, chemical composition, diagenetic process.

1 Departamento de Geología. Museo Nacional de Ciencias Naturales (C.S.I.C.), José Gutiérrez Abascal, 2. 28006 Madrid, España.E-mail: [email protected]

2 Departamento de Paleobiología. Museo Nacional de Ciencias Naturales (C.S.I.C.), José Gutiérrez Abascal, 2. 28006 Madrid, España.3 Sociedad de Amigos del Museo Nacional de Ciencias Naturales (C.S.I.C.), José Gutiérrez Abascal, 2. 28006 Madrid, España.

Estudios Geológicos, 63 (2)julio-diciembre 2007, 67-86

ISSN: 0367-0449

ción que muchos de estos yacimientos presentan conlos materiales volcánicos, aspecto conocido desde losestudios de Hernández-Pacheco (1921, 1927).

Las Higueruelas es, dentro de este contexto, unode los yacimientos más representativos debido a laamplia información de su historia paleontológica.

Los primeros fósiles aparecieron en 1935 durantelas tareas agrícolas realizadas en la finca donde seencuentra el yacimiento. Don Fidel Fuidio, religio-so marianista, pensaba llevar a cabo una excava-ción, pero su muerte durante la guerra civil motivóque el yacimiento quedara casi en el olvido hasta larealización de la Tesis de don Eloy Molina (1974).

En 1971 los doctores Boné y Aguirre abrieronuna trinchera, de la que se recuperó abundantefauna. Sin embargo, los fósiles no fueron restaura-dos y estudiados hasta 1979 (Mazo, Alberdi y Boné1980). Ante la abundancia y calidad de lo recupera-do, la doctora M. T. Alberdi dirigió de 1980 a 1983un proyecto sobre la geología y paleontología delCampo de Calatrava cuyos resultados figuran enAlberdi et al. (1984).

Desde 1984 y hasta 1991, las excavaciones conti-nuaron dirigidas por la doctora Ana V. Mazo. Enestas últimas campañas se constató que los fósilesse superponen durante más de 4 m de potencia, y sehalló variada microfauna.

Los elementos faunísticos recuperados hasta elpresente de Las Higueruelas son los siguientes:

Mamíferos (en Mazo, 1995, 1999 y Mazo et al.,2003): Crocidura kornfeldi, Pipistrelus sp., Hyxtrixsp., Castillomys crusafonti, Apodemus dominans,Nyctereutes megamastoides, Chasmaporthetes lunen-sis, Hyaena cf. perrieri, Acinonyx pardinensis, Anan-cus arvernensis, Hipparion rocinantis, Stephanorhi-nus etruscus, Arvernoceros ardei, Cervus cf. perrieri,Croizetocerus ramosus, Procapreolus cf. cusanus,Gazella borbonica.

Aves: Podiceps auritus, Podiceps nigricollis,Ardea cinerea, Nyctycorax nyctycorax, Isobrychusminutus, Plegadis falcinellus, Cygnus cygnus, cf.Anser sp.; Tadorna sp., Marmaronetta angustirostris,Aythia marilla, Mergus albellus, Oxyura leucocepha-la, Plioperdix sp. / Palaeocryptonyx sp., Crex crex,Actitis hypoleucos, Pterocles alchata, Columba sp.;Anthus pratensis, Turdus iliacus, Emberiza citrinella,Passer sp., Corvus monedula, Corvus cf. antecorax.,identificaciones del doctor A. Sánchez Marco.

Reptiles (en Mazo, 1996): Geochelone bolivari,Mauremys leprosa y Coluber sp., Natrix cf. maura,Telescopus sp., Vipera sp., Blanus sp. identificadospor el doctor Z. Szyndlar.

Anfibios: (en Mazo, 1996): Phelophilax perezi,Bufo sp., Pelobates cultripes, Pleurodelles walt.,identificaciones del doctor B. Sanchiz.

Peces (ciprínidos), ostrácodos y foraminíferos.Otros resultados detallados sobre diversos aspec-

tos pueden consultarse en Mazo (1993, 1995, 1999)y Molina y Mazo (2006).

A partir de estos datos y de los materiales corres-pondientes a diversos niveles volcano-sedimenta-rios, el presente estudio se ha dirigido a establecerlas variaciones diagenéticas sufridas por los mate-riales fósiles en relación con el entorno sedimenta-rio y los materiales volcánicos asociados.

Entorno geológico

Las características geológicas de las diferentesunidades en las que se sitúa el yacimiento de LasHigueruelas, han quedado reflejadas en numerosostrabajos bibliográficos referenciados en Alvarado yHernández-Pacheco (1931) y de forma más extensaen el excelente trabajo de Hernández-Pacheco(1932), que presenta una visión conjunta del volca-nismo y de las unidades geológicas que integran elCampo de Calatrava.

Posteriormente, los materiales terciarios y cuater-narios son estudiados en detalle por Aguirre (1971),Molina et al. (1972), Molina (1975), Pérez Gonzá-lez (1979, 1981) y Pérez González et al. (1983).Hoyos et al. (1984) caracterizaron el entorno geoló-gico del yacimiento y sus condiciones deposiciona-les y diagenéticas. Los materiales volcánicos, suevolución, distribución temporal y sus característi-cas petrológicas y geoquímicas, son extensamenteestudiadas por Ancochea (1979, 1983), Ancocheaet al. (1979) y Ancochea e Ibarrola (1982).

Todos los resultados de estos trabajos y unaamplia bibliografía son reportados y analizados porPortero et al. (1988 a, b) en el Mapa Geológico deEspaña (MAGNA) de Ciudad Real (N.º 784), traba-jos en los que se definen las diferentes unidades queconstituyen el entorno geológico, junto a una carto-grafía precisa que ha servido de base para la realiza-ción del esquema geológico y de situación del yaci-miento de Las Higueruelas (fig. 1).

Más recientemente, Cebriá (1992) y Cebriá yLópez Ruiz (1995) establecen las característicaspetrogenéticas de las diferentes tipologías de rocasvolcánicas dentro de su encuadre geodinámico, ySainz Nergaard et al. (2002) estudian en detalle lasecuencia sedimentaria neógena, de la subcuenca de

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Estudios Geol., Vol. 63, n.º 2, 67-86, julio-diciembre 2007. ISSN: 0367-0449

Alcolea de Calatrava, y sus relaciones con el empla-zamiento del yacimiento de Las Higueruelas, delque efectuaron un estudio de detalle con el levanta-miento de un mapa geológico a escala (1:25.000).

Como se observa en el esquema geológico sim-plificado de la figura 1, el yacimiento se presenta enel flanco occidental del volcán denominado Cabezodel Moro, en una depresión circular de tipo palus-tre-lagunar, Hoyos et al. (1984), flanqueada por losmateriales calcáreos del Plioceno inferior, Molina(1975) y Portero et al. (1988 a, b), depresión queestá recubierta por los materiales volcánicos delJuan de la Cuesta y Cabezo del Moro. Los materia-les calcáreos que constituyen la base del yacimientofueron descritos por Hernández-Pacheco (1932),como calizas tobáceas «removidas por los fenóme-nos eruptivos» y descritas en detalle por Hoyos etal. (1984) en la columna litoestratigráfica del tercia-rio de Las Higueruelas, que se extiende desde el

Arroyo de los Guedos al yacimiento. Esta unidadcalcárea engloba formaciones volcanoclásticas,denominadas vulcanoruditas por Molina (1975) yposteriormente descritas como brechas y areniscasvolcanoclásticas por Hoyos et al. (1984). Su repre-sentación cartográfica, Portero et al. (1988 a), evi-dencia un carácter discontinuo tanto en potenciacomo estratigráfica, integrándola en las formacionesde depósitos hidromagmáticos, tan frecuentes enesta región volcánica. La unidad estratigráfica infe-rior, Molina (1975), está constituida por tramos ca-lizos-detríticos que suponen la base de la columnalitoestratigráfica de Hoyos et al. (1984). Esta uni-dad del plioceno inferior (Rusciniense) según Porte-ro et al. (1988 a, b), ocupa la mayor extensión delentorno geológico, prácticamente sólo limitada porlas diversas formaciones volcánicas y los paleorre-lieves de cuarcitas, esquistos y pizarras que formanel zócalo paleozoico.


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Fig. 1.—Esquema geológico del yacimiento de Las Higueruelas, simplificado a partir de la Hoja Geológica de Ciudad Real N.º 784(IGME, 1988). El yacimiento está situado en una depresión al oeste del edificio volcánico plioceno del Cabezo del Moro y al norte deJuan de la Puerta. Este centro eruptivo (véase corte esquemático este-oeste del Volcán Juan de la Puerta) está constituido por cola-das basálticas con una base rubefactada (almagre) que se apoya sobre un suelo carbonatado, en discordancia con un volcanismoanterior freatomagmático, con frecuentes cristales juveniles y líticos sobre las calizas pliocenas.

Secuencia estratigráfica general

Las relaciones estratigráficas de las unidadesgeológicas anteriormente citadas, que forman partedel entorno circundante al yacimiento de LasHigueruelas, se sintetizan de forma esquemática enel corte geológico de la figura 1. La secuencia seinicia con las formaciones de calizas basales delPlioceno inferior, sobre las que se apoyan discor-dantemente los materiales volcanoclásticos, data-dos en 4,4 ± 0,45 Ma (Bonadonna y Villa 1984),que corresponden a un episodio freatomagmáticoconstituido por frecuentes fragmentos volcánicosangulosos de basaltos piroxénicos de matriz predo-minantemente vítrea, hialoclastitas olivínicas-piro-xénicas, fragmentos de esquistos cuarzo-micáceos,cuarcitas micáceas, acumulados anfibólicos-piroxé-nicos, cristales aislados de piroxenos y ceolitas,todo ello empastado por ceniza volcánica alterada aarcillas, ceolitas y cemento dolomítico en relacióncon procesos de dolomitización, como fueron seña-lados por Hoyos et al. (1984). El carbonato cálcicose presenta en forma de infiltraciones intergranula-res con marcadas recristalizaciones, que en su con-junto proporcionan cierta consistencia a la unidadvolcanoclástica.

Sobre esta formación volcánica freatomagmática,se presenta la unidad carbonatada constituida porniveles de calizas y dolomicritas de textura tobáceacon infiltraciones de calcita y pequeñas proporcio-nes de cristales de cuarzo-pizarras y algunos aporteslíticos de origen volcánico. Esta unidad estaría rela-cionada con zonas laguneras marginales, con nive-les de ostrácodos, que indican condiciones salinasen correspondencia con procesos de desecación(Sainz Nergaard et al., 2002).

Estas unidades son recubiertas, hacia el sur, porlos materiales lávicos del volcán Juan de la Puerta,cuyas coladas se presentan discordantes sobre unsuelo carbonatizado con almagre en su base y quefueron datadas en 3,18 ± 0,23 Ma por Bonadonna yVilla (1984). Las coladas corresponden a basaltosporfídicos con numerosos fenocristales de olivino ypiroxeno augítico, sobre una matriz hipocristalinaalgo vacuolar constituida por microcristales de cli-nopiroxenos y minerales opacos. Destaca la tenden-cia a presentar cercos de iddingsita en los fenocrista-les de olivino y vacuolas con rellenos de carbonatocálcico. La parte cenital del volcán está constituidapor materiales piroclásticos, junto a bombas y esco-rias de proyección aérea, materiales típicos de unaactividad estromboliana.

Hacia el este del yacimiento paleontológico, seextienden los materiales lávicos del volcán Cabezodel Moro, datado en 3,46 ± 0,11 Ma por Bonadonnay Villa (1984), con características petrográficassemejantes a las anteriormente descritas para el cen-tro eruptivo del Juan de la Puerta, aunque con unmayor predominio de cristales de olivino sobre lospiroxenos, como ya señalaron Hoyos et al. (1984),en su estudio petrográfico de las rocas volcánicasasociadas al yacimiento de Las Higueruelas.

Secuencia estratigráfica del yacimiento de Las Higueruelas

Como se ha indicado anteriormente el yacimientopaleontológico se sitúa en una depresión palustre-lagunar, frecuentes en esta región volcánica, que haacumulado diversos aportes intermitentes detríticosque originan paleocanales con intercalaciones en laserie carbonatada (Hoyos et al., 1984) y que podríacorresponder a un pequeño «fan delta» que desem-bocaba en una laguna (com. per. de M. Hoyos, enMazo, 1994).

La secuencia estratigráfica (fig. 2), sintetiza elconjunto de datos obtenidos en las excavacionesrealizadas durante el último período (1984-1991)que llegaron a alcanzar más de 4,5 m de profundi-dad. Estos datos se presentan en la columna litoes-tratigráfica realizada por Cabañas (1993) corres-pondientes a las cuadrículas C-2 y D-3, en las queestablece 8 unidades principales, cuya confronta-ción con el frente de la excavación del yacimientose presenta en la figura 2, lo que proporciona unavisión bastante completa de la secuencia estrati-gráfica.

Como se observa en el tramo superior, bajo lasuperficie edafológica, hay una formación areno-sa-arcillosa que se apoya sobre calizas recristaliza-das. Por debajo de estas formaciones y hasta los3,8 metros se presentan aportes de materiales volcá-nicos en forma de fragmentos redondeados dediverso tamaño que forman conglomerados ymicroconglomerados cementados por carbonatos,con alternancia de niveles arenosos-arcillosos y car-bonatados, que también engloban fragmentos volcá-nicos, cantos de cuarcita y pizarra. Los aportes vol-cánicos, asociados a los restos fósiles, Hoyos et al.(1984), presentan forma de fragmentos de formaredondeada, algunos de gran diámetro, sueltos, ydispersos sin formar un horizonte volcánico neto.Varios de estos materiales volcánicos asociados a



los fósiles fueron datados por Bonadonna y Villa(1984) en 3,82 ± 0,34 y 3,52 ± 0,45 Ma.

En la zona basal de estas formaciones y dentro dela unidad 4 de la columna litoestratigráfica hayniveles con ostrácodos.

Por debajo de estas unidades, Cabañas (1993),señala un predominio de bancales de caliza, conniveles de arenas y areno-arcillosos que englobandiversos fragmentos de rocas volcánicas, pizarras ycuarcitas, empastados en una matriz carbonatada,características deposicionales de mayor energía, queconllevan aportes de mayor tamaño y la formaciónde niveles conglomeráticos. Hacia la parte inferiordel yacimiento, y en niveles por debajo de los4,40 m, se observan depósitos continuos de menorenergía con aportes detríticos de grano fino como

carbonatos, arenas, materiales metamórficos y rocasvolcánicas, junto con la presencia de cristales deanfíbol. Esta fase mineral se relaciona con las for-maciones freato-magmáticas circundantes, mientrasque en la base de la columna estratigráfica predomi-nan los materiales arcillosos con conchas de gaste-rópodos, restos fósiles de vertebrados y fragmentosde carbonatos y pizarras.

La evolución sedimentológica y paleogeográficade Las Higueruelas establecida por Hoyos et al.(1984) señala su correspondencia con un mediolacustre-palustre con aportes de materiales detríti-cos, de tipo metamórfico y volcánicos, en forma depaleocanales intercalados con niveles carbonatados.El relleno, es descrito por Sainz Nergaard et al.(2002), como arcilloso, arenoso y carbonatado, con



Fig. 2.—Columna estratigráfica del yacimiento de Las Higueruelas, sintetizada a partir de datos paleontológicos y litológicos obteni-dos en las diversas etapas de excavación. En la composición fotográfica se observa claramente la alternancia de depósitos detríticosy carbonatados que incluyen frecuentes niveles de componentes volcánicos.

intercalaciones de materiales volcánicos englobadosen una matriz arenosa-arcillosa.

El estudio realizado por Escorza y Mazo (1997)sobre la distribución de la frecuencia de los restosfósiles en el yacimiento, plantea dos hipótesis muydiferentes: que un depósito único sedimentara casisincrónicamente el conjunto de fósiles, o que laacumulación sea debida a diferentes depósitos: losprimeros con bastantes fósiles, una etapa intermediacon la mayor proporción de restos, y un último pe-ríodo en el que éstos disminuyen. Argumentos detipo tafonómico hacen más verosímil el segundoplanteamiento.

Edad del yacimiento de Las Higueruelas

En base a la fauna fósil, Aguirre (1971) situó elyacimiento en el Plioceno (Rusciniense). Estudiosposteriores de Alberdi y Morales (1981) y deAlberdi et al. (1984) lo dataron como Villafran-quiense inferior, en correspondencia con la biozonacontinental MN 16a de Mein (1975, 1990). Lasdeterminaciones radiométricas efectuadas porBonadonna y Villa (1984) sobre diversos materia-les volcánicos asociados a los restos fósiles delyacimiento reportan edades medias de 3,67 Ma,valores de edad superiores a los obtenidos en losmateriales lávicos que corresponden a las coladasde los centros volcánicos circundantes: Cabezo delMoro y Juan de la Puerta, con edades absolutasrelativamente más recientes (véase fig. 3), por loque estos autores sugieren que el yacimiento, confauna Villafranquiense, tendría una edad media entorno a los 3,5 Ma., edad que mantienen Bonadonnay Alberdi (1987).

Mazo (1993) basándose en los datos de la macro-fauna, especialmente en la presencia de Hipparionrocinantis y en la de los roedores Castillomys cru-safonti y Apodemus dominans (determinados por eldoctor Ruiz Bustos del Instituto de Ciencias de laTierra, Granada), indica para el yacimiento unaantigüedad de 3 ± 0,1 Ma.

El estudio magnetoestratigráfico efectuado porDinarés et al. (1991) determinó un intervalo depolaridad inversa y una sola magnetozona sin loslímites superior e inferior. Este dato, relacionadocon la información suministrada por la macro ymicrofauna, permitió a Mazo (1995) situar el yaci-miento en la secuencia magnetoestratigráfica deCande y Kent (1992), en las inversiones Mammotho Kaena.

Gallardo Millán et al. (1998) tras analizar diver-sos materiales volcánicos, previamente datadosmediante técnicas radiométricas, señalan dentro delyacimiento y en el centro eruptivo de Juan de laPuerta la presencia de materiales volcánicos depolaridad inversa, que estos autores correlacionan,en base a la escala magnetoestratigráfica de Candey Kent (1992, 1995), con los subcrones inversos2An.1r (3,054-3,127 Ma.) o 2An.2r (3,221-3,325Ma.) coincidiendo con la determinación que hizoMazo (1995).

Materiales seleccionados

Lo han sido en base a tratar de establecer los pro-cesos de tafonomía que han afectado a la secuenciade fragmentos fósiles interestratificados con losaportes de materiales volcánicos, a fin de valorarlos procesos diagenéticos originados por el caráctersincrónico del enterramiento-vulcanismo en rela-ción con el medio deposicional y el entorno sedi-mentario.

Restos fósiles

Los restos fósiles analizados, del tramo medio ysuperior del yacimiento (véase fig. 2), correspondena fragmentos de molares de Hipparion rocinantis,Hernández-Pacheco (1921), representante caracterís-tico de la fauna del yacimiento. Estos materiales secaracterizan por presentar esmalte y dentina, y tie-nen por ello una dualidad de conducta frente a losprocesos diagenéticos. El esmalte destaca por supersistencia y preservación, mientras que la estructu-ra más fibrosa de la dentina es susceptible de mayo-res intercambios con el entorno. Esta información seha complementado con el estudio de fragmentosfósiles correspondientes a huesos largos (costillas)de Anancus arvernensis (mastodonte), que presentanestructuras más permeables que permiten establecerun registro detallado de la secuencia de los procesosdiagenéticos y deposicionales que han afectado alyacimiento.

Las muestras dentarias, como la que se observaen la figura 4, corresponden a piezas relativamentepequeñas, pero bien conservadas, en las que es posi-ble individualizar la zona externa constituida por elesmalte más cristalino que rodea y encierra a ladentina, en cuya parte interna se observa la presen-cia de sedimentos que rellenan los huecos.





Fig. 3.—Columna cronoestratigráfica, a partir de los datos paleomagnéticos de Cande y Kent (1992, 1995), con la inclusión de lasbiozonas continentales de Mein (1975, 1990) y modificada por Gutiérrez-Elorza et al. (2002). Se han incluido las dataciones absolu-tas K/Ar (Bonadonna y Villa, 1984) y los crones magnéticos inversos señalados por Gallardo Millán et al. (1998).

Las secciones microscópicas (fig. 5) evidencianla estructura cristalina lamelar del esmalte con unpequeño halo externo, en cuya base se desarrolla ladentina, de marcado carácter fibroso con la inclu-sión de pequeñas impurezas entre ambas estructurasdentales pero preservando la estructura primaria.

Es en la parte central de la pieza dental dondepueden visualizarse los procesos de deposición decomponentes arcillosos-micríticos y recristaliza-ciones carbonatadas, algunos en forma de crista-les de mayor desarrollo pero con ausencia deaportes de componentes líticos, que no afectan alinterior de la pieza dental.

Estas estructuras difieren textural y estructural-mente de las correspondientes a las costillas (fig. 6),en las que se aprecia, en sección longitudinal, unazona externa algo compacta y poco señalada, mien-tras que la estructura interna es esponjosa, típica delos huesos largos. Estas peculiaridades se manifies-tan, asimismo, en las secciones microscópicas trans-versales (figs. 7A y 7B). En la zona externa delhueso compacto, las laminillas que forman las os-teonas están constituidas por fibras concéntricasque rodean los antiguos conductos de Havers, conreemplazamientos sistemáticos de materiales car-bonatados.

Hacia las zonas internas del hueso esponjoso,figuras 7C y 7D, se observa una mayor apertura delas cavidades intraóseas, en gran parte relegadas alamelas de cristales de apatito. Entre ellas se desa-rrolla una importante infiltración y deposición de



Fig. 4.—Diente de Hipparion rocinantis (sigla LHG, C-2 N.º 22)del yacimiento de Las Higueruelas.

Fig. 5.—Sección transversal de diente de Hipparion rocinantis(LHG, C-2 N.º 22). Microfotografías [NP & NC].

Fig. 6.—Fragmento de costilla de Anancus arvernensis (LHG, C-2N.º 10) del yacimiento de Las Higueruelas.

componentes de cuarzo y de materiales carbonata-dos, inicialmente de tipo micrítico y con recristali-zaciones esparíticas, que tienden a rellenar los espa-cios internos y fisuras, junto a escasos componentesarcillosos.

En la muestra LHG-10 se observan frecuentesespacios huecos, lo que induce a considerar unascondiciones de no total saturación, que podría serdebida a su posición más próxima al techo de lacolumna estratigráfica (véase fig. 2).

Características en parte similares a las anterior-mente descritas se evidencian en las secciones lon-gitudinales de la zona interna de los huesos largos yen un fragmento de costilla de mastodonte (fig. 8),recuperado del nivel estratigráfico más profundoconsiderado en este trabajo, situado en el tramo [4]de la columna de Cabañas (1993). Este tramo está

constituido por alternancia de arenas de grano finoy arenas calcáreas (con ostrácodos y gasterópodos)junto a conglomerados con cantos volcánicos.

Como se aprecia, entre la estructura fibrosa com-pacta de apatito, bien preservada, se observa lapenetración y el reemplazamiento por materialescarbonatados en las zonas internas de las seccioneslongitudinales de los conductos de Havers, pero deforma más restringida que los observados en losprocedentes de niveles estratigráficos superiores.

Materiales volcánicos

Los materiales volcánicos asociados a los restosfósiles del yacimiento se encuentran sueltos sin lle-gar a constituir un nivel volcánico definido, como



Fig. 7.—Costilla de mastodonte (LHG, C-2 N.º 10) del yacimiento de Las Higueruelas. A) Sección transversal interna con fisuras,observada con Nícoles Paralelos [NP]. B) Microfotografía con Nícoles Cruzados [NC] en la que destacan los rellenos de sedimentos.C) Sección transversal externa [NP] con grandes zonas abiertas, rellenos e infiltraciones sedimentarias. D) Rellenos micríticos yesparíticos en las cavidades intraóseas [NC].

se observa en la sección de la excavación que sepresenta en la figura 2, y en muchos casos los nive-les inferiores se corresponden con materiales vol-cánicos resedimentados, como indican Gallardo etal. (1998), por lo que se han seleccionado los frag-mentos volcánicos de las formaciones que presen-tan formas redondeadas y características vítreastípicas producidas por un rápido enfriamiento,materiales equivalentes a los referenciados porHoyos et al. (1984).

Como se observa en la figura 9, los materialesbasálticos seleccionados, corresponden a fragmen-tos lávicos (y no a bombas volcánicas), que hanalcanzado la laguna, cuya característica más signi-ficativa es la de presentar formas redondeadas demás de 10 cm y que incluso pueden llegar a alcan-zar los 40 cm. Estos fragmentos lávicos están cons-tituidos por un núcleo compacto sobre el que se

disponen diversas capas externas con zonas de oxi-dación. Al microscopio corresponden a basaltosolivínicos de textura porfídica, con fenocristales deolivino predominante, sobre una matriz hipocrista-lina con microcristales de olivino, augitas, analci-ma y opacos, cuya característica más señalada es lapresencia de numerosas vacuolas con rellenos deceolitas y carbonatos, y en general con un impor-tante proceso de alteración extendido a toda la rocabasáltica.

Metodología analítica aplicada

El análisis de las muestras óseas se ha efectuado medianteuna micrososonda electrónica (JEOL Modelo: SuperprobeJXA-8900 M del Centro de Microscopía Electrónica de la Uni-versidad Complutense de Madrid), con la utilización de patro-nes naturales de fluorapatito, apatitos óseos y la corrección deBence-Albee (1968). La aplicación de esta tecnología está justi-ficada por las limitaciones que presentan este tipo de muestrasa la utilización de técnicas analíticas convencionales, debido alelevado contenido de componentes externos, como se ha puestoen evidencia por la petrografía. Aunque esta técnica permiteefectuar numerosos análisis puntuales, sin embargo está condi-cionada por los límites de detección de los componentes mino-ritarios o trazas.

El análisis estructural de los materiales óseos se ha efectuadopor Difracción de Rayos X, y el análisis de los materialesbasálticos mediante Espectrometría de Absorción Atómica yFluorescencia de Rayos X en los laboratorios de Geología delMuseo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN). Las determi-naciones de componentes aniónicos en materiales óseos ymuestras de agua se han efectuado mediante electroforesiscapilar, en el Laboratorio de Electroforesis del Departamentode Volcanología del MNCN, y los componentes catiónicos enel Laboratorio de Geoquímica del MNCN.

Resultados

El estudio de los materiales óseos se ha diversifi-cado en dos directrices diferentes. La primera enca-minada al establecimiento de su composición quí-mica y desviaciones composicionales respecto a susvalores primarios. Esto conducirá a la identificacióny valoración de los procesos diagenéticos que hansufrido las muestras y sus relaciones con los mate-riales que constituyen el entorno del yacimiento. Lasegunda parte está dirigida a establecer los cambiosestructurales que sufren los materiales óseos, enrelación con los procesos de fosilización, paráme-tros estructurales, que están relacionados no sola-mente con las condiciones de enterramiento sinocon el tiempo de duración del mismo. En su conjun-to los parámetros composicionales y estructurales



Fig. 8.—Sección longitudinal de fragmento de costilla de Anancusarvernensis (LHG, C-2 N.º 187), del yacimineto de Las Higue-ruelas. Microfotografías [NP & NC].

nos permitirán establecer las características tafonó-micas en función del ambiente de enterramiento.

Variaciones composicionales

Para su valoración se han confrontado los resulta-dos analíticos de huesos actuales (tabla 1) con losobtenidos para los materiales fósiles (tabla 2),correspondientes a una secuencia de muestras repre-sentativas del yacimiento (véase fig. 2). Las diver-gencias quedan reflejadas por las relaciones de

Ca/P, con valores próximos a los estequiométricosen los esmaltes, con relaciones Ca/P de 1,640 ±0,005. Estos valores se incrementan en las dentinasy costillas con un extenso rango (Ca/P 1,78 ~ 1,95)debido a su textura más abierta y permeable a lapenetración e infiltración de componentes delmedio externo.

Las variaciones composicionales, inducidas porel proceso de fosilización, se ponen en evidenciamediante diagramas de relación, como los que sepresentan en la figura 10, en los que se observa unadiversidad de pautas proyectivas en consonancia



Fig. 9.—Fragmento basáltico asociado a los restos fósiles del yacimiento de Las Higueruelas. Macroscópicamente está constituidopor diversas capas externas sobre una superficie de tonos rojizos que encierran un núcleo compacto, afanítico y con pequeñas ve-sículas. Al microscopio, se observan numerosos mesocristales de olivino y clinopiroxenos, sobre una matriz hipocristalina, con fre-cuentes rellenos de ceolitas y carbonatos. Microfotografías [NP & NC].

con los diversos elementos anatómicos. Los esmal-tes, dentinas y costillas, en ningún caso experimen-tan enriquecimientos en sílice, ni tampoco en sulfa-to, lo que indica que dichos elementos están ausen-tes en el entorno deposicional mientras que, por elcontrario, las concentraciones en aluminio y manga-neso experimentan sistemáticos y progresivos enri-quecimientos.

Otros componentes, que son mayoritarios en lasrocas volcánicas basálticas, como el hierro, titanio yelementos minoritarios como bario, cobre, cinc,cromo y níquel, presentan, con escasas excepciones,enriquecimientos generalizados, lo que señala quedurante el proceso de fosilización muchos de los



Tabla 1.—Datos analíticos y fórmula mineral en basea 26 (O, OH, F, Cl) de esmaltes de caballo actual(Equus) Merino (1999), y de una costilla de elefanteactual (Loxodonta). Destacan las relaciones de Ca/Ppróximas a los valores estequiométricos (1.667)obtenidos para los hidroxilapatitos sintetizadospor Gómez-Morales et al. (2001)

ÓXIDOS (%)

Referencia CAB-1 CAB-2 ELF-Cmuestra Esmalte Dentina Costilla

SiO2 0,079 0,042 0,910TiO2 0,002 0,002 0,000Al2O3 0,006 0,000 0,028FeO 0,009 0,006 0,023MnO 0,002 0,002 0,002MgO 0,370 0,791 0,600CaO 51,13 43,68 34,88SrO 0,155 0,217 0,030Na2O 0,810 0,660 1,053K2O 0,027 0,037 0,088P2O5 40,25 34,86 25,82CO2 4,570 4,020 3,640H2O+MO 1,400 12,870 32,890F 0,768 0,931 0,380Cl 0,350 0,133 0,030SO3 0,355 1,467 0,874Cr2O3 0,001 0,000 0,000NiO 0,000 0,000 0,001CuO 0,001 0,000 0,001ZnO 0,004 0,024 0,009BaO 0,014 0,009 0,004

Suma 100,30 99,75 101,26O = F, Cl 0,403 0,422 0,167

Total 99,90 99,33 101,10

FÓRMULA ESTRUCTURAL EN BASE A 26 (O, OH, F, Cl)

Referencia CAB-1 CAB-2 ELF-Cmuestra Esmalte Dentina Costilla

Si 0,013 0,008 0,215Ti 0,000 0,01 0,000 0,01 0,000 0,22Al 0,001 0,000 0,008

Fe+2 0,001 0,001 0,005Mn 0,000 0,000 0,000Mg 0,089 0,221 0,211Ca 8,888 9,25 8,757 9,25 8,823 9,55Sr 0,015 0,024 0,004Na 0,255 0,239 0,482K 0,006 0,009 0,027

P 5,528 6,54 5,521 6,55 5,160 6,33C 1,012 1,027 1,173

OH 1,515 1,410 1,732F 0,394 2,01 0,551 2,00 0,284 2,03Cl 0,096 0,042 0,012

Relación Ca/P 1,61 1,59 1,71

Fig. 10.—Diagramas de relación de los componentes elementa-les de las muestras fósiles del yacimiento de Las Higueruelas,normalizados respecto a los valores de las piezas homólogasactuales.



Tabla 2.—Determinaciones analíticas de huesos fósiles, correspondientes a piezas dentales de Hippariony de costillas de Anancus de diferentes niveles estratigráficos del yacimiento de Las Higueruelas. Los análisis elementales se han efectuado mediante microsonda electrónica referenciados a patrones naturales.D (dentina), E (esmalte), C (costilla). Los valores de OH y C se han estimado en base a la fórmula estequiométrica

ÓXIDOS (%)

LHG-15E LHG-15D LHG-22E LHG-22D LHG-75E LHG-75D LHG-98C LHG-187CReferencia Diente Hipparion Diente Hipparion Diente Hipparion Diente Hipparion Diente Hipparion Diente Hipparion Anancus Anancusmuestra Esmalte Dentina Esmalte Dentina Esmalte Dentina Costilla Costilla

SiO2 0,025 0,035 0,028 0,023 0,022 0,054 0,051 0,012TiO2 0,016 0,030 0,016 0,037 0,023 0,016 0,032 0,022Al2O3 0,015 0,037 0,039 0,026 0,014 0,000 0,100 0,053FeO 0,010 0,054 0,003 0,145 0,046 0,060 0,080 0,079MnO 0,026 0,016 0,016 0,010 0,005 0,000 0,149 0,065MgO 0,414 0,366 0,515 0,378 0,566 0,326 0,333 0,326CaO 52,86 53,34 53,23 52,79 53,22 52,29 53,49 52,34SrO 0,366 0,386 0,344 0,439 0,256 0,464 0,293 0,463Na2O 0,713 0,384 0,837 0,465 0,918 0,558 0,451 0,525K2O 0,014 0,008 0,024 0,000 0,018 0,017 0,016 0,011P2O5 40,67 37,68 41,04 34,70 41,24 34,89 36,76 33,92F 0,544 2,425 0,655 1,719 0,606 1,973 2,121 2,157Cl 0,328 0,006 0,223 0,042 0,256 0,026 0,012 0,010SO3 0,022 0,095 0,067 0,106 0,043 0,157 0,159 0,187Cr2O3 0,006 0,026 0,000 0,002 0,009 0,000 0,046 0,006NiO 0,000 0,022 0,014 0,000 0,080 0,000 0,026 0,039CuO 0,039 0,000 0,000 0,000 0,000 0,003 0,000 0,003ZnO 0,033 0,117 0,057 0,012 0,005 0,054 0,066 0,028BaO 0,113 0,121 0,072 0,144 0,000 0,060 0,251 0,164

Suma 96,22 95,15 97,18 91,03 97,32 90,94 94,44 90,40O = F, Cl 0,304 1,020 0,326 0,731 0,313 0,835 0,893 0,908

Total 95,91 94,13 96,86 90,30 97,01 90,11 93,54 89,49

FÓRMULA ESTRUCTURAL EN BASE A 26 (O, OH, F, Cl)

Referencia LHG-15E LHG-15D LHG-22E LHG-22D LHG-75E LHG-75D LHG-98C LHG-187Cmuestra Esmalte Dentina Esmalte Dentina Esmalte Dentina Costilla Costilla

Si 0,004 0,006 0,005 0,004 0,004 0,010 0,009 0,002Ti 0,002 0,01 0,004 0,02 0,002 0,01 0,005 0,01 0,00 0,01 0,002 0,01 0,004 0,03 0,003 0,02Al 0,003 0,008 0,008 0,005 0,00 0,000 0,021 0,011

Fe+2 0,001 0,008 0,000 0,022 0,01 0,009 0,012 0,012Mn 0,004 0,002 0,002 0,002 0,00 0,000 0,022 0,010Mg 0,106 0,095 0,130 0,100 0,14 0,087 0,086 0,088Ca 9,760 10,15 9,969 10,24 9,702 10,15 10,095 10,42 9,68 10,17 10,069 10,41 9,994 10,30 10,123 10,47Sr 0,039 0,039 0,034 0,045 0,03 0,048 0,030 0,048Na 0,238 0,130 0,276 0,161 0,30 0,194 0,152 0,184K 0,003 0,002 0,005 0,000 0,00 0,004 0,003 0,003

P 5,930 6,00 5,565 6,00 5,910 6,00 5,243 6,01 5,93 6,00 5,308 6,00 5,427 6,00 5,183 6,00C 0,074 0,438 0,094 0,762 0,07 0,696 0,577 0,820

OH 1,609 0,663 1,588 1,012 1,60 0,875 0,826 0,771F 0,296 2,00 1,337 2,00 0,352 2,00 0,970 1,99 0,33 2,00 1,121 2,00 1,170 2,00 1,231 2,00Cl 0,096 0,002 0,064 0,013 0,07 0,008 0,003 0,003

Relación Ca/P 1,64 1,79 1,64 1,93 1,63 1,90 1,84 1,95

componentes que forman parte de las rocas basálti-cas han sido retenidos por los materiales óseos.

Los restantes componentes, en gran parte consti-tuyentes mayoritarios de los materiales óseos, comocalcio, estroncio, fósforo, flúor, cloro y componen-tes alcalinos (como sodio y potasio), presentan ten-dencias que deben analizarse en detalle.

Los esmaltes (fig. 10A) con estructuras relativa-mente compactas, como evidencia la petrografía(véase fig. 5), presentan escasas variaciones compo-sicionales de los constituyentes óseos, es decir tien-den a preservar las composiciones primarias, y real-mente sólo se observa un ligero incremento enestroncio con una pequeña deflexión de potasio,mientras que las relaciones de CaO, Na2O, P2O5, F yCl, presentan valores casi unitarios.

En las dentinas (fig. 10B), que constituyen laparte interna de las piezas dentales con típicaestructura fibrosa, se mantienen los valores positi-vos en estroncio y se acentúa significativamente elenriquecimiento en flúor. Ello contrasta con losdecrementos en magnesio, potasio y cloro, mientrasque los contenidos en calcio sólo experimentanligeros incrementos.

Por último las costillas de proboscídeos presentanla estructura más abierta y permeable a los procesosde infiltración (véanse figs. 7 y 8), y por consiguien-te son susceptibles de reflejar de forma más acentua-da los procesos diagenéticos del entorno. Como seobserva en la figura 10C, se acentúan los enriqueci-mientos en estroncio y flúor y de forma más mode-rada en calcio y fósforo, mientras se mantienen losdecrementos en magnesio, sodio, potasio y cloro.

Cambios estructurales

Los materiales óseos sufren una serie de transfor-maciones inducidas directamente por el proceso defosilización que afectan principalmente a su estruc-tura cristalina. Estas transformaciones reflejan sóloen parte las variaciones composicionales, anterior-mente señaladas, inducidas por el entorno y por lascaracterísticas de los materiales asociados al ente-rramiento, que realmente han preservado los mate-riales fósiles.

Las variaciones de la estructura cristalina se pue-den establecer a partir del análisis de difractogramasdigitales, obtenidos mediante el programa X-Powder(Martín Ramos, 2004) como se presenta en la figu-ra 11. Sobre estos difractogramas se ha efectuado elanálisis de refinamiento «Rietveld», en comparación

con las estructuras cristalinas propuestas por Sudar-sanan y Young (1969) y Sudarsanan et al. (1972),encaminado a la identificación y establecimiento delos principales parámetros cristalográficos.

Los resultados obtenidos mediante el análisiscristalográfico de algunas muestras tipo, se presen-tan en la figura 11 y se sintetizan en la tabla 3, que



Fig. 11.—Difractogramas de Rayos X, de muestras de fósiles delyacimiento de Las Higueruelas. Se indican el difractogramaexperimental y calculado, así como la diferencia entre ambosperfiles.

pone de manifiesto importantes diferencias estruc-turales y cambios mineralógicos inducidos por elproceso de fosilización.

En el caso de los esmaltes dentarios (LHG-15E),que presentan elevados índices de cristalinidad, per-dura su estructura cristalina típica de los hidroxila-patitos, conservando sus parámetros cristalográfi-cos, como son las relaciones axiales (a:c en tabla 3).Estos parámetros difieren significativamente de losde la dentina de la misma muestra (LHG-15D), y delos de las costillas de proboscídeos (LHG-10C). Enestas muestras fósiles ha cambiado la mineralogía afluorapatitos, y su estructura cristalina presenta unacortamiento de las relaciones axiales, por alarga-miento del eje cristalográfico (a) respecto al eje (c),y los valores del índice de cristalinidad son modera-dos, como es típico en este tipo de materiales.

Discusión

Los resultados obtenidos son precisos en cuanto alas diferencias de respuesta que presentan los distin-tos elementos anatómicos frente al proceso de fosi-lización, en gran parte condicionados por la texturaprimaria de los materiales óseos. Es evidente quelos esmaltes dentarios, que presentan una señaladaestructura cristalina (Ind. Crist. ~ 0,88), son pocosusceptibles a los cambios mineralógicos, e inclusoen parte a las variaciones elementales de los consti-tuyentes primarios. Por el contrario, los materialesde las dentinas y huesos largos, como las costillas,se caracterizan por presentar estructuras fibrosasmenos cristalinas (Ind. Crist. 0,22-0,23), con impor-tantes cambios estructurales y mineralógicos, que se

reflejan, asimismo, en las variaciones composicio-nales, como son el incremento del contenido enflúor y la relacion Ca/P.

A pesar de estas importantes diferencias estructu-rales y composicionales los procesos diagenéticosafectan de forma sistemática a los diversos elemen-tos anatómicos, pero de forma diferente, como se haseñalado anteriormente y evidencia la figura 10.

Todas las muestras presentan anomalías positivasde elementos típicos de materiales basálticos:níquel, cromo, cobre, titanio, bario y otros compo-nentes como el hierro en forma de hidróxidos y demanganeso, que pueden proceder en parte del entor-no sedimentario. La presencia de los procesos decarbonatación está bien señalada por el enriqueci-miento en estroncio que afecta a los restos fósilesanalizados, y en particular a las costillas, que pre-sentan infiltraciones de micrita y recristalizacionesesparíticas de calcita, en las cavidades internas y enlos espacios intraóseos (véanse figs. 7-8 y tabla 4).

Sin embargo, dentro de la diagénesis inducida porla carbonatación, no se han identificado procesos dedolomitización, como fueron sugeridos por Hoyoset al. (1984) para el entorno del yacimiento. Comose observa en la figura 11, las relaciones de magne-sio están próximas a valores unitarios en todas lasmuestras de esmaltes, mientras que en las dentinasy costillas este valor normalizado es deficitario res-pecto a huesos actuales.

Este hecho es sorprendente, porque el magnesioes un componente mayoritario (10~12% de MgO)en las rocas volcánicas basálticas e incluso másseñalado en las dolomicritas tobáceas (~16% deMgO, tabla 4) que afloran por debajo de los materia-les basálticos. La presencia del componente magné-sico es también señalado por la presencia de aguasfreáticas, que alimentan las fuentes, como la delMoro, de naturaleza bicarbonata cálcica-magnésica,como se evidencia en el diagrama spider (fig. 12).



Tabla 3.—Parámetros cristalográficoscorrespondientes a muestras representativasdel yacimiento de Las Higueruelas

Resultados del refinamiento Rietveld de huesos fósiles del yacimiento de Las Higueruelas

Muestras LHG-15E LHG-15D LHG-10C

a (Å) 9,4494 9,3749 9,3569(std) (0,0010) (0,0018) (0,0020)c (Å) 6,8905 6,9087 6,8936(std) (0,0007) (0,0013) (0,0014)Relación axial a:c 1,3714 1,3570 1,3573Pref. Orient. [001] 1,1271 1,0558 1,0612Índice Crist. 0,8779 0,2216 0,2353Rwp 0,0838 0,0602 0,0675Rp 0,0614 0,0448 0,0518

Fig. 12.—Diagrama de Stiff de la Fuente del Moro, en el que seobserva un claro predominio de los cationes de magnesio y cal-cio, respecto a los componentes alcalinos.

La ausencia de procesos posteriores de dolomiti-zación, se pone asimismo de manifiesto por laausencia de este componente en los rellenos delinterior de los materiales óseos, con claro predomi-nio del componente carbonatado cálcico. La com-posición química de estos rellenos (tabla 4), presen-ta algunas divergencias, principalmente restringidasa los contenidos en componentes elementales mino-ritarios, ya que en general reflejan la lixiviación decomponentes carbonatados y en menor proporción,su relación con materiales basálticos y de tipo arci-lloso, y en todos los casos con total ausencia delcomponente magnésico.

Como se evidencia, el establecimiento de lasvariaciones composicionales inducidas por el proce-so diagenético, y los cambios estructurales y mine-ralógicos que han sufrido los materiales óseos,durante la fosilización, son complejos y se han ana-lizado bajo diversos planteamientos mediante laconfrontación de parámetros que reflejen sus posi-bles coincidencias y divergencias de comportamien-to. En este caso es de utilidad la aplicación de técni-

cas estadísticas, como el análisis multivariable(NTSYS, 1996), que permite establecer matrices decorrelación y la extracción de los componentesprincipales que integran los parámetros composicio-nales y estructurales.

La confrontación de los factores principales,como se observa en la figura 13A, indica que losdiversos grupos litológicos asociados al entorno delyacimiento se presentan bien individualizados y sinproblemas de contaminación. Los materiales óseosse agrupan en un extremo, distantes de los compo-nentes calcáreos que rellenan los espacios in-traóseos y, asimismo, de los sedimentos dolomicríti-cos que circundan parte del yacimiento. Los mate-riales basálticos correspondientes a los fragmentosdel interior del yacimiento y de los centros erupti-vos del Cabezo del Moro y Juan de la Puerta (ta-bla 4), se proyectan en el otro extremo, presentandouna cierta dispersión. Más significativo es el resul-tado proyectivo de los materiales óseos (fig. 13B),en el que se confrontan los materiales fósiles conhuesos actuales de elementos anatómicos equiva-



Tabla 4.—Composición química de los materiales basálticos de las tobas calcáreas (dolomicríticas)circundantes al yacimiento de Las Higueruelas, y de los carbonatos del interior de las piezas dentalesy cavidades de las costillas (nd: no se han determinado los contenidos en H2O y CO2)

Fragmento basáltico Relleno Reemplazamientoredondeado intercalado Dolomicritas de sedimentos de materiales

Colada Cantera Colada en la secuencia tobáceas asociados carbonatadosbasáltica al este hacia el norte estratigráfica al oeste al interior en el interior

Referencia de Juan de Cabezo del Cabezo del yacimiento del Cabezo de la pieza dental de la costillamuestras de Puerta del Moro del Moro de las Higueruelas del Moro de Hypparion de Anancus

Óxidos (%) CR-1 CR-3 CR-4 LHG-B CR-6 LHG, C-2 N.° 22 LHG, C-2 N.° 98

SiO2 40,71 39,91 41,56 40,59 0,960 0,019 0,030TiO2 2,51 3,16 2,98 2,76 — 0,001 0,005Al2O3 8,98 10,98 11,79 10,43 0,320 — 0,011Fe2O3 8,97 9,79 6,73 5,91 0,160 — —FeO 2,88 2,57 5,60 5,19 — 0,115 0,071MnO 0,16 0,19 0,16 0,12 0,010 — 0,032MgO 12,58 9,75 12,40 11,53 16,150 0,983 0,772CaO 11,22 12,26 10,22 12,64 31,050 60,529 58,985SrO 0,29 0,20 0,17 0,31 0,04 0,05 0,01Na2O 2,79 2,08 3,14 2,82 0,080 — 0,004K2O 1,38 0,27 0,59 0,43 0,040 0,011 —P2O5 1,30 1,17 0,93 1,00 0,070 0,232 0,142F — — — — — 0,13 0,09Cl — — — — — 0,03 0,00SO3 — — — — — 0,05 0,02BaO 0,16 0,17 0,08 0,18 0,01 0,04 0,09ZnO 0,01 0,01 0,01 0,01 0,00 0,06 0,01Cr2O3 0,05 0,06 0,07 0,06 0,00 0,00 0,02NiO 0,03 0,02 0,03 0,04 0,00 0,01 0,03H2O + CO2 6,46 8,40 3,88 6,95 51,15 nd nd

TOTAL 100,48 100,98 100,32 100,95 100,05 62,25 60,32

lentes. Como se observa, los esmaltes de las piezasdentarias de Hipparion se agrupan en cierta proxi-midad con la muestra de esmalte correspondiente aEquus actual. En contraposición, las dentinas de lasmismas piezas dentales fósiles y de las costillas deproboscídeos, presentan entre ellos una coinciden-cia proyectiva pero con un señalado alejamiento delos valores proyectivos de los huesos actuales. Estoes particularmente llamativo en lo referente a lamuestra de elefante actual (ELF-C).

Las desviaciones composicionales, expresadas enforma de vectores (fig. 13B), están directamente rela-cionadas con los procesos diagenéticos que han sufri-do estos materiales óseos durante la fosilización.Estas modificaciones son selectivas y, como se haindicado anteriormente, dependen en gran manera delas características texturales que presenten los mate-riales primarios. Así, los huesos largos, como se ha

indicado, son más susceptibles de sufrir modificacio-nes composicionales y texturales, que se reflejan encambios físico-químicos importantes que afectan a suestructura cristalina, como son el incremento en elíndice de cristalinidad y los parámetros cristalográfi-cos. Estas modificaciones pueden, en algunos casos,estar en correspondencia con el tiempo de enterra-miento y condiciones tafonómicas (Aguirre, 1997).

Hemos establecido una tentativa interesante, yaque podemos afirmar que en huesos largos de pro-boscídeos, procedentes de diferentes yacimientos, larelación entre el incremento del valor del eje crista-lográfico (a) y el factor tiempo, como se observa enla figura 14, presenta una tendencia positiva.

Sin embargo este hecho debe ser analizado endetalle, como señalan Michel et al. (1995), ya quelos valores cristalográficos pueden estar condiciona-dos negativamente por la presencia de carbonatos,aunque en general se incrementan con el contenidoen flúor, proceso diagenético que se evidencia en loshuesos largos de los vertebrados fósiles (fig. 10C).

Conclusiones

El yacimiento de Las Higueruelas se desarrolló,durante el Plioceno medio sobre una depresiónlacustre, cuya fauna de vertebrados indica un climaseco y cálido y un paisaje de tipo estepario (Mazo1993, 1994), compatible con biotopos perilagunares(Mazo, 1999, 2001). La presencia, en la zona mediade la columna del yacimiento de niveles arenosos



Fig. 13.—A) Proyección de los factores principales, obtenidos apartir del análisis multivariable de datos analíticos de los diver-sos grupos de materiales asociados al Yacimiento de Las Higue-ruelas y de su entorno sedimentario-volcanológico. B) Diagramacomparativo de los componentes principales correspondientes amateriales fósiles del yacimiento respecto a las piezas homólo-gas actuales.

Fig. 14.—Correlación del incremento de la elongación del eje cris-talográfico (a) de muestras de costillas de Anancus arvernensis deLas Higueruelas, en relación con la edad de otros yacimientos delneógeno español (Morales et al., 2000, Merino, 1999).

con ostrácodos, corrobora un medio cálido y salino(doctor J. Civis, com. per. en Mazo, 1999, 2001).Estas condiciones de salinidad pudieron estar rela-cionadas con variaciones estacionales, como lasreseñadas por (Velayos et al., 1989), en la laguna dePozuelo de Calatrava, cercana al yacimiento, que esla más salina de las existentes actualmente en lacomarca, con aguas cloruradas-sódicas que puedensuperar los 35 g/l.

El seguimiento de los horizontes con macro ymicrofauna, hasta casi 5 metros de profundidad,publicados por Mazo (1994), ha permitido el esta-blecimiento de una amplia secuencia estratigráfica.Los restos fósiles analizados en este trabajo provie-nen de diferentes niveles, intercalados con depósi-tos sedimentarios, predominantemente calcáreos yotros detríticos con componentes terrígenos y frag-mentos de rocas volcánicas. El origen de estosmateriales volcánicos es controvertido ya que no seidentifican con los materiales lávicos del Cabezodel Moro y del Juan de la Puerta, presentando, encambio, como ya señalaron Hoyos et al. (1984), unamayor afinidad con los restos de coladas del volcánde La Cabezuela al oeste del yacimiento. Esto coin-cide con las observaciones de Escorza y Mazo(1997), que indican que los depósitos del yacimien-to presentan un buzamiento de 20° hacia el NE.

Los procesos diagenéticos de dolomitización, muyextendidos en el entorno del yacimiento (Hoyos etal., 1984) no han afectado a los materiales óseos, enlos que sí se evidencia una señalada diagénesis porcarbonatación y cementación por calcita con una ten-dencia al moderado enriquecimiento en calcio y másseñalada en estroncio, y en particular en las dentinasy costillas. La incidencia de los procesos diagenéti-cos se hace evidente en el incremento sistemático demetales pesados, muchos de ellos, como titanio,cromo, níquel, cobre, directamente relacionados conla presencia de rocas volcánicas básicas.

Sin embargo, en la evaluación de los procesostafonómicos, debe tenerse en consideración lascaracterísticas texturales de los elementos anatómi-cos considerados, ya que su comportamiento frente alos procesos diagenéticos es dispar. Los esmaltesdentarios no sufren cambios diagenéticos significati-vos, lo que se corresponde con su tendencia a la pre-servación de su estructura cristalina primaria (Hidro-xilapatito). Las dentinas de las mismas piezas denta-rias presentan importantes cambios composicionalesy estructurales, con un señalado incremento en flúory consiguiente cambio de fase cristalina (fluorapa-tito). Modificaciones diagenéticas, que incluso son

más notorias en las costillas, que presentan unaestructura ósea laminar con frecuentes cavidades. Eneste caso, el resultado del proceso de fosilizacióninducido por el enterramiento, con pérdida de impor-tantes proporciones de agua y materia orgánica, ori-gina modificaciones que afectan a la red cristalina,con típicos incrementos del índice de cristalinidad yalargamiento del eje cristalográfico (a) mientras queel eje (c) presenta escasas variaciones. Estas modifi-caciones de los parámetros cristalográficos puedenser de interés en la evaluación de los procesos diage-néticos relacionados con el factor tiempo.

Los resultados obtenidos indican que la metodo-logía aplicada al estudio de este yacimiento es apro-piada, ya que permite una rápida y precisa identifi-cación de los procesos tafonómicos en relación consu entorno y la valoración de los procesos diagené-ticos asociados, tanto composicionales como estruc-turales, cambios, que en algunos casos, pueden rela-cionarse con el tiempo de enterramiento.

AGRADECIMIENTOS

Nuestro agradecimiento a Manuel Hoyos y Juan CarlosCarracedo por su asistencia personal en los trabajos de campo.A M.ª Isabel Ruiz Pineda y M.ª Asunción Vallejo Haya delLaboratorio de Geoquímica (MNCN-CSIC) por los análisis deelementos mayoritarios y componentes elementales, a RobertoGarcía del Laboratorio de Electroforesis (MNCN-CSIC) por ladeterminación de aniones y a Rafael González Martín delLaboratorio de Rayos X (MNCN-CSIC) por la realización dedifractogramas de Rayos X y determinaciones de elementosminoritarios mediante FRX. Las láminas de microscopía y pro-betas pulidas han sido realizadas por Manuel Castillejo y JoséManuel Hontoria, del Laboratorio de Preparación de Muestras(MNCN-CSIC). Los análisis de microsonda de los materialesfósiles se efectuaron en el centro de Microscopía Electrónica dela UCM, con la inestimable ayuda de Alfredo FernándezLarios, que estableció las condiciones de medida y seleccionólos patrones apropiados.

Al doctor J. van der Made por la traducción y adaptación alinglés del resumen y al doctor José María Cebriá por la revisióndel trabajo.

Este trabajo ha sido posible por la financiación de la Diputa-ción Provincial de Ciudad Real, Junta de Comunidades de Cas-tilla-La Mancha y de la Fundación Cultural del Banco Exteriorde España actualmente BBVA.

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Recibido el 17 de mayo de 2007Aceptado el 13 de julio de 2007



El yacimiento de Las Higueruelas, Alcolea de Calatrava (Ciudad … · 2011. 2. 28. ·...

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